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矽烷偶聯劑

    南京向前化工有限公司是壹家專業從事矽烷偶聯劑(KH-550,KH-570,KH-560,A-151,A-171)、鈦酸酯偶聯劑及開姆洛克膠粘劑銷售並提供相關配套服務的化工新材料企業。公司專業供應的矽烷偶聯劑、開姆洛克,產品性能優越,穩定,偶聯劑質量得到壹致認可。我公司產品質量好,供貨穩定,不斷推出適應市場需求的新開姆洛克產品,從各個方面滿足客戶的特殊要求。南京向前化工願與廣大用戶攜手並進,共創輝煌!

 

   

矽烷偶聯劑

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矽烷偶聯劑是由美國聯合碳化物公司開發的,主要用於玻璃纖維增強塑料。矽烷偶聯劑的分子結構式壹般為:Y-R-Si(OR)3(式中Y壹有機官能基,SiOR壹矽烷氧基)。矽烷氧基對無機物具有反應性,有機官能基對有機物具有反應性或相容性。因此,當矽烷偶聯劑介於無機和有機界面之間,可形成有機基體-矽烷偶聯劑-無機基體的結合層。典型的矽烷偶聯劑有A151(乙烯基三乙氧基矽烷)、A171(乙烯基三甲氧基矽烷).A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)矽烷)等。

矽烷偶聯劑的應用大致可歸納為三個方面:
表面處理
能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能,大大提高玻璃纖維增強復合材料的強度、電氣、抗水、抗氣候等性能,即使在濕態時,它對復合材料機械性能的提高,效果也十分顯著。在玻璃纖維中使用矽烷偶聯劑已相當普遍,用於這壹方面的矽烷偶聯劑約占其消耗總量的50%,其中用得較多的品種是乙烯基矽烷、氨基矽烷、甲基丙烯酰氧基矽烷等。
填充塑料
可預先對填料進行表面處理,也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力,改善無機填料與樹脂之間的相容性,改善工藝性能和提高填充塑料(包括橡膠)的機械、電學和耐氣候等性能。
用作密封劑、粘接劑和塗料的增粘劑
能提高它們的粘接強度、耐水、耐氣候等性能。 矽烷偶聯劑往往可以解決某些材料長期以來無法粘接的難題。矽烷偶聯劑作為增粘劑的作用原理在於它本身有兩種基團;壹種基團可以和被粘的骨架材料結合;而另壹種基團則可以與高分子材料或粘接劑結合,從而在粘接界面形成強力較高的化學鍵,大大改善了粘接強度。矽烷偶聯劑的應用壹般有三種方法:壹是作為骨架材料的表面處理劑;二是加入到粘接劑中,三是直接加入到高分子材料中。從充分發揮其效能和降低成本的角度出發,前兩種方法較好。


矽烷偶聯劑選用原則

在矽烷偶聯劑的兩類性能互異的基團中,以 Y基團最重要,它直接決定矽烷偶聯劑的應用效果。只有當 Y 基團能和對應的基體樹脂起反應時,才能提高有機膠粘劑的粘接強度。壹般要求 Y 基團能與樹脂相溶並能起偶聯反應,所以對於不同的樹脂,必須選擇含適當 Y 基團的矽烷偶聯劑。
當Y為無反應性的烷基或芳基時,對極性樹脂是不起作用的,但可用於非極性樹脂,如矽橡膠、聚苯乙烯等的膠接中。當Y含反應性官能基,要註意它與所用樹脂的反應性及相容性。當Y含氨基時,是屬於催化性的,能在酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛的聚合中作催化劑,也可作為環氧和聚氨酯樹脂的固化劑,這時偶聯劑完全參與反應,形成新鍵。氨基矽烷類的偶聯劑是屬於通用型的,幾乎能與各種樹脂起偶聯作用,但聚酯樹脂例外。x 基團的種類對偶聯效果沒有影響。因此,根據Y基團中反應基的種類,矽烷偶聯劑也分別稱為乙烯基矽烷、氨基矽烷、環氧基矽烷、巰基矽烷和甲基丙烯酰氧基矽烷等,這幾種有機官能團矽烷是最常用的矽烷偶聯劑。

矽烷偶聯劑使用方法
1.表面預處理法
將矽烷偶聯劑配成 0.5~1%濃度的稀溶液,使用時只需在清潔的被粘表面塗上薄薄的壹層,幹燥後即可上膠。所用溶劑多為水、醇(甲氧基矽烷選擇甲醇,乙氧基矽烷選擇乙醇)、或水醇混合物,並以不含氟離子的水及價廉無毒的乙醇、異丙醇為宜。除氨烴基矽烷外,由其它矽烷偶聯劑配制的溶液均需加入醋酸作水解催化劑,並將pH值調至3.5~5.5。長鏈烷基及苯基矽烷由於穩定性較差,不宜配成水溶液使用。氯矽烷及乙氧基矽烷水解過程中伴隨有嚴重的縮合反應,也不宜配成水溶液或水醇溶液使用,而多配成醇溶液使用。水溶性較差的矽烷偶聯劑,可先加入 0.1~0.2%(質量分數)的非離子型表面活性劑,然後再加水加工成水乳液使用。
2.遷移法
將矽烷偶聯劑直接加入到膠粘劑組分中,壹般加入量為基體樹脂量的 1~5%。塗膠後依靠分子的擴散作用,偶聯劑分子遷移到粘接界面處產生偶聯作用。對於需要固化的膠粘劑,塗膠後需放置壹段時間再進行固化,以使偶聯劑完成遷移過程,方能獲得較好的效果。
實際使用時,偶聯劑常常在表面形成壹個沈積層,但真正起作用的只是單分子層,因此,偶聯劑用量不必過多。
矽烷偶聯劑的使用方法主要有表面預處理法和直接加入法,前者是用稀釋的偶聯劑處理填料表面,後者是在樹脂和填料預混時,加入偶聯劑的原液。
矽烷偶聯劑配成溶液,有利於矽烷偶聯劑在材料表面的分散,溶劑是水和醇配制成的溶液,溶液壹般為矽烷(20%)、醇(72%)、水(8%),醇壹般為乙醇(對乙氧基矽烷)甲醇(對甲氧基矽烷)及異丙醇(對不易溶於乙醇、甲醇的矽烷)因矽烷水解速度與PH值有關,中性最慢,偏酸、偏堿都較快,因此壹般需調節溶液的PH值,除氨基矽烷外,其他矽烷可加入少量醋酸,調節PH值至4—5,氨基矽烷因具堿性,不必調節。因矽烷水解後,不能久存,最好現配現用,最好在壹小時內用完。
矽烷偶聯劑具體應用
下面是壹些具體應用,以供用戶參考:
預處理填料法
將填料放入固體攪拌機(高速固體攪拌機HENSHEL(亨舍爾)或V型固體攪拌機等),並將上述矽烷溶液直接噴灑在填料上並攪拌,轉速越高,分散效果越好。壹般攪拌在10—30分鐘(速度越慢,時間越長),填料處理後應在120攝氏度烘幹(2小時)。
水溶液
(玻纖表面處理劑):玻纖表面處理劑常含有:成膜劑、抗靜電劑、表面活性劑、偶聯劑、水。偶聯劑用量壹般為玻纖表面處理劑總量的0.3%—2%,將5倍水溶液首先用有機酸或鹽將PH值調至壹定值,在充分攪拌下,加入矽烷直到透明,然後加入其余組份,對於難溶的矽烷,可用異丙醇助溶。在拉絲過程中將玻纖表面處理劑噴灑在玻纖上幹燥,除去溶劑及水份即可。
底面法
將5%—20%的矽烷偶聯劑的溶液同上面所述,通過塗、刷、噴,浸漬處理基材表面,取出室溫晾幹24小時,最好在120℃下烘烤15分鐘。
直接加入法
矽烷亦可直接加入填料/樹脂的混合物中,在樹脂及填料混合時,矽烷可直接噴灑在混料中。偶聯劑的用量壹般為填料用量的0.1%—2%,(根據填料直徑尺寸決定)。然後將加過矽烷的樹脂/填料進行模塑(擠出、壓塑、塗覆等)。

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